Proiectarea unei instalatii de iluminat interior

 Civilizatia nu poate fi conceputa in zilele noastre fara folosirea energiei electrice in aproap 141e48b e totalitatea sectoarelor de activitate ale societatii omenesti. In paralel cu cresterea puterii instalate in sistem, are o mare importanta utilizarea corecta a energiei electrice. Numarul ridicat si dimensiunile obiectivelor civile si industriale impun tratarea cu atentie deosebita a tuturor problemelor legate de realizarea unor instalatii electrice de utilizare sigure si economice. Domeniile de folosire a energiei electrice fiind foarte diverse, lucrarea trateaza aspectele cele mai des intalinte in practica.

 Racordarea la reteaua furnizorului si distributia energiei electrice la consumatori formeaza obiectul unui capitol separat, in care sunt date indicatii pentru alegerea solutiei de alimentare cu energie electrica si a schemei generale de distributie.

 Deoarece lucrarea se adreseaza in primul rand proiectantilor, calculul electric si mecanic al retelelor electrice este tratat cu deosebita atentie. De asemenea, este tratata problema stabilitatii dinamice si termice a retelelor de joasa tensiune sub actiunea curentilor de scurtcircuit.

 Pe langa marile avantaje pe care le ofera, curentul electric reprezinta si o sursa potentiala de pericol prin electrocutare. Avand in vedere importanta masurilor de protectie impotriva tensiunilor de atingere periculoase in instalatiile electrice de joasa tensiune, in lucrare sunt prezentate masurile de protectie si sunt date indicatiile necesare pentru dimensionarea diverselor elemente ale instalatiilor de protectie.

 Lumina conditioneaza in mare masura activitatea omului. Iluminatul de nivel corespunzator contribuie la marirea productivitatii muncii, la reducerea numarului de accidente, la evitarea erorilor.

 Instalatiile de iluminat electric trebuie sa realizeze un anumit nivel de iluminare, concomitent cu indeplinirea unor conditii de calitate, reclamate de caracterul subiectiv al iluminatului. In afara de aceasta, instalatiile de iluminat trebuie sa aiba, pentru a fi economice, o mare adaptabilitatela conditiile variate de functionare, data fiind corelatia stransa cu iluminatul natural.

Notiuni fundamentale in technica iluminatului

Radiatii vizibile:

Radiatiile care impresioeaza ochiul, deci cele care produc senzatii luminoase, se numesc radiatii vizibile sau luminoase. In spectrul radiatiilor electromagnetice, reprezentat dupa lungimea de unda, radiatiile vizibile ocupa domeniul 380 . 760 nm.

 Radiatiile vizibile de o anumita lungime de unda sunt denumite radiatii monocromatice si produc asupra ochiului senzatia unei anumite culori.

Marimi si unitati fotometrice:

Fotometria este stiinta masurarii marimilor carcteristice luminii si fenomenelor luminoase, evaluate pe baza senzatiilor luminoase produse. Marimile fotometrice sunt deci marimi fizico-fiziologice. Acestea au un caracter obiectiv in urma adoptarii unei caracteristici medii a sensibilitatii ochiului omenesc, in functie de lungimea de unda a radiatiilor luminoase.

a)     Fluzul energetic. Orice radiatie electromagnetica  reprezinta si un transport de energie, care poate fi transformata intotdeauna in caldura. Fluxul energetic reprezinta energia emisa, transpotata sau primita sub forma de radiatie in unitatea de timp:

                        Φ=dQe/dt

In care Qe este energia radianta, exprimata in Joule. Avand dimensiunile unei puteri, unitatea de masura a fluxului energetic este wattul.

b)    Intensitatea luminoasa Iv se defineste ca marimea fizica ce caracterizeaza actiunea unie surse luminoase intr-o anumita directie. Unitatea de masura pentru intensitatea luminoasa este candela [cd], unitate fundamentala a sistemului SI.

Surse electrice de lumina

Clasificare:

Sursele de lumina moderne sunt in mod ezclusiv alimentate cu energie electrica. Dupa modul de producere a radiatilor luminoase, sursele de lumina (lampile) se clasifica in cinci categorii:

-lampi cu incandescenta, la care energia electrica este folosita pentru incalzirea filamentului pana la temperaturi ridicate. Filamentul incandescent emite energie sub forma de radiatii, a caror putere si compozitie spectrala sunt determinate de legile radiatiei termice;

-lampi cu descarcari, in care lumina este produsa printr-o descarcare luminiscenta intr-un gaz, in vapori metalici sau intr-un amestec de mai multe gaze si vapori metalici;

-lampi cu arc, la care se produc atat radiatii termice, cat si efecte de luminiscenta;

-lampi fluorescente, in care lumina este emisa in principal de un strat de substanta fluorescenta, excitata ea insasi radiatia ultravioleta a descarcarii;

-lampi speciale, dupa tip sau utilizare.

Marimi caracteristice:

Pentru caracterizarea proprietatilor emisive ale surselor electrice de lumina se intrebuinteaza eficacitatea luminoasa si temperatura de culoare.

Eficacitatea luminoasa se defineste ca raportul dintre fluxul luminos si puterea consumata P:

                          ηv=Φv/P

 Aceasta este o marime importanta in aprecierea economicitatii surselor luminoase. Unitatea de masura a eficacitatii luminoase este lumenul pe watt

                       η=1m/W

definit ca eficacitatea luminoasa a unie surse care emite un flux luminos de un lumen pentru o putere consumata de un watt.

  Temperatura de culoare a unei surse de lumina este temperatura, in grade Kelvin, la care trebuie incalzit corpul negru pentru a avea aceeasi culoare cu sursa considerata.

                                             T=K.

Insemnatatea definirii temperaturii de culoare consta in aceea ca, in acest fel, se poate caracteriza printr-un singur numar compozitia spectrala a radiatilor emise de o anumita sursa de lumina.

Lampi cu incandescenta

La lampile cu incandescenta, emisiunea luminoasa se produce prin incalzirea unui filament de wolfram la o temperatura cuprinsa intre 2000 . 3000K.

Caracteristicile energetice, fotometrice si colorimetrice ale unei lampi cu incandescenta sunt determinate de temperatura filamentului incandescent.

Lampa cu incandescenta normala, este compusa dintr-un balon de sticla sudat de un piciorus, tubul de evacuare, bastonas, si cei doi electrozi. Spirala de wolfram este fixata la capete de cei doi electrozi, fiind sustinuta de unul sau mai multe carlige de molibden, incastrate in discul de la capatul superior al bastonasului. La extremitatea inferioara a balonului se fixeaza cu ajutorul unui chit special, soclul, care poate fi de tip Edison, cu filet sau tip baioneta.

Eficacitatea luminoasa a unei lampi cu incandescenta normale are valori in intervalul 8 . 20 1m/W, valorile mai mici corespunzand lampilor de putere mica (15 W). Aceasta marime este aproximativ proportionala cu puterea a cincea  a temperaturii filamentului; ceea ce conduce la tendinta cresterii temperaturii de incalzire a filamentului; aceasta incalzire este si in avantajul culorii, care odata cu cresterea temperaturii, trece dinspre galbui spre alb, Ridicarea temperaturii filamentului are insa si consecinte negative:

-creste viteza de evaporare a metalului din care este fabricat filmentul, ceea ce determina reducerea duratei de functionare a lampii, datorita ruperii filamentului ca urmare a reducerii sectiunii lui prin evaporare;

-fluxul luminos al lampii se diminueaza datorita innegrarii balonului de sticla prin condensarea si depunerea particulelor metalice evaporate de la suprafata filamentului.

 Pentru reducerea acestor inconveniente, la lampile cu incandescenta normale se iau urmatoarele masuri:

-umplerea balonului lampii cu un gaz inert, avand drept consecinta reducerea vitezei de evaporare si dezintegrare a filamentului. Aceasta masura nu este necesara la lampile de putere mica (pana la 25 W), care se executa in vid, deoarece la acestea temperatura de incalzire a filamentului fiind mai mica si viteza de evaporare este redusa. Gazele inerte folosite pentru umplerea baloanelor lampilor cu incandescenta au fost la inceput azotul, argonul sau un amestec al acestora. Inconvenientul folosirii acestor gaze este cresterea pierderilor termice, prin curentii de convectie dintre filament si balon, asigurati de moleculele de gaz. La lampile moderne se utilizeaza kriptonul, xenonul sau un amestec al lor; aceste gaze inerte au masa moleculara mai mare, au conductibilitatea termica mai mica si drept urmare curentii de convectie sunt diminuati, iar transportul de caldura de la filament este redus.

-spiralizarea simpla sau dubl a filamentului, avand ca efect si reducerea pierderilor termice.

Prin aplicarea acestor masuri, temperatura filamentului a putut fi ridicata pana la 2800 K si se obtina astfel valori superioare pentru eficacitatea luminoasa, de peste 10 1m/W.

Lampile cu incandescenta pentru tensiunea de 120 V au eficacitatea luminoasa mai mare cu circa 10% decat cele pentru tensiunea de 220 V, aceasta se explica prin aceea ca la lampile pentru tensiunea de 220 V filamentul este mai lung si deci diferitele portiuni ale acestuia se ecraneaza reciproc.

Lampile cu incandescenta se fabrica intr-o mare varietate de tipuri constructive, caracterizate prin putrerea absorbita, tensiunea de alimentare, fluxul luminos, forma si dimensiunile lampii si tipul soclului.

Clasificarea lampilor cu incandescenta:

a)     dupa materialul filamentului, care poate fi:

-carbune

-metalic (wolfram)

b)    dupa caracteristicile mediului:

-cu vid

-cu atmosfera gazoasa

-cu halogeni

c)     in functie de constructia lampii:

-lampi de format normal

-lampui de format special: lumanare, picatura, ciuperca, tubulara, sofita (cu doua socluri)

d)    dupa caracteristicile balonului:

-cu balon clar

-cu balon colorat

-cu balon mat

-opal

-opalizat

-emailat (email translucid)

-cu balon metalizat (partial)

e)     dupa valoarea tensiunii de alimentare:

-lampi de tensiuni mici (pana la 65 V)

-lampi de tensiuni normale (100 . 260 V)

f)      dupa destinatie:

-lampi pentru iluminat general

-lampi rezistente la socuri

-lampi pentru iluminarea vehiculelor (autovehiculelor, avioanelor, navelor, vagoanelor de cale ferata)

-lampi de semnalizare

-mici lampi cu destinatii diverse (lanterne, scale de afisaj etc.)

-lampi pentru instrumente de optica medicala

-lampi pentru prioectoare.

Lampi cu incandescenta de uz general (normale) se fabrica in gama de puteri 15 . 1000 W (R.S. Romania) si chiar pana la 3000 W, pentru tensiuni de 120 sau 220 V.   

                                 Lampa electrica

                             cu incandescenta.

                                 

Fluxurile luminoase ale lampilor cu incandescenta sunt indicate in tebelul urmator:

Durata de functionare a lampii normale, adica timpul in care fluxul luminos al lampii scade pana la 80% din valoarea initiala, este standardizata la 1000 ore.

Temperatura de culoare este de 2850 K pentru lampile umplute cu gaz si de 2450 K pentru cele cu vid. Culoarea galbuie a luminii emise poate fi ameliorata prin utilizarea baloanelor colorate, dar scade mult eficacitatea luminoasa.      Functionarea lampii nu este afectata de temperatura mediului ambiant.

Balonul poate fi metalizat partial in interior sau exterior, astfel incat lumina sa fie emisa, datorita reflexiilor, in directii privilegiate.

Lampile cu balon difuzant au o luminanta mult redusa fata de cele cu balon transparent, emitand o lumina foarte difuza si agreabila. Baloanele mate difuzeaza lumina datorita rugozitatii peretului interior sau exterior, cele opale sunt realizate din materiale care difuzeaza lumina pe toata grosimea lor, iar cele opalizate sunt acoperite la interior cu un strat subtire de substanta difuzanta. Prezenta balonului difuzant reduce insa fluxul luminos cu circa 10%, fata de lampile cu balon clar.

Caracteristici de functionare

a)     Influenta tensiunii de alimentare. Marimile caracteristice de functionare ale unei lampi cu incandescenta variaza intr-un mod specific odata cu modificarea tensiunii de alimentare in raport cu cea nominala.

-fluxul luminos, puterea absorbita si eficacitatea luminoasa cresc cu cresterea tensiunii;

-durata de functionare scade cu cresterea tensiunii de alimentare. Astfel daca valoarea eficace a tensiunii retelei de alimentare creste cu 5%, durata de functionare se reduce la jumatate, iar daca tensiunea scade cu 5%, durata de functionare creste de doua ori.

b) Influenta intensitatii curentului. Filamentul este proiectat pentru o functionare la temperatura ridicata. Rezistenta sa creste cu temperatura, dar are valori scazute la rece (cativa ohmi pentru o lampa de 100 W). prin urmare, la punerea sub tensiune, filamentul este strabatut de un supracurent. Daca aprinderea se repeta frecvent, filamentul se poate rupe sub actiunea fortelor de natura electrodinamica dintre spire.

La lampile de foarte mare putere este necesar sa se introduca un reoastat in serie cu lampa, pentru ca aceasta sa fie adusa treptat la tensiunea de lucru.

Lampi cu halogeni

Pentru a micsora si mai mult evaporarea filamentului de wolfram si a impiedica depunerea particulelor desprinse din aceasta pe peretele balonului lampii cu incandescenta, in interiorul balonului se introduce o cantitate redusa de halogeni (iod).

Intre iod si wolfram ia nastere un ciclu regenerator care consta in urmatoarele:

 -atomii de iod disociati la temperatura ridicata a filamentului se combina cu particulele de wolfram volatilizate, formand iodura de wolfram (WI2) volatila, care se raspandeste in balon

 -in vecinatatea filamentului, iodura se descompune eliberind wolframul metalic care se depune pe filament, iodul ramanand liber pentru o noua reactie.

Printre calitatile principale ale lampii cu halogeni se enumera:

 -fluxul luminos este practic constant in functionare, deoarece balonul este in permanenta curat

 -dimensiunile lampii sunt mai mici in comparatie cu ale lampii normale de aceeasi putere

 -durata de functionare (circa 2000 ore) este cel putin de doua ori mai mare decat a lampilor normale

 -eficacitatea luminoasa cu 30% mai mare (25 1m/W)

 -temperatura de culoare de 2900 K permite o redare mai buna a culorilor obiectelor iluminate, comparativ cu lampile normale.

Acestea au in general, doua invelisuri tubulare, cel interior din cuart, iar cel exterior din sticla obisnuita; invelisul dublu este necesar pentru a se putea mentine balonul de cuart la o temperatura de circa 250˚ C, necesara formarii iodurii de wolfram. Lampa trebuie sa functioneze in pozitie strict orizontala pentru a se reduce la maximum transferul axial al wolframului.

Deoarece presiunea in interiorul lampii este ridicata (760 . 1800 mmHg), in momentul ruperii filamentului se produce un arc electric stabil,

din acest motiv, fiecare lampa cu vapori de iod va fi prevazuta cu o siguranta fuzibila de protectie.

Constructia unei lampi cu vapori de iod este prezentata in figura urmatoare:

Caracteristicile lampilor cu vapori de iod (tip OSRAM)

Lampile cu halogeni se utilizeaza in instalatiile de iluminat in care se cer fluxuri luminoase mari, produse de surse de dimensiuni mici: iluminatul spatiilor mari deschise (stadioane, aeroporturi, piete) sau inchise (hale), in cinematografe,     pentru fotografiere si ca lampi pentru farurile autovehiculelor.Lampi cu descarcari

Functionarea lampilor cu descarcari se bazeaza pe fenomenul de luminiscenta a gazelor sau vaporilor metalici. Acest fenomen consta in emisia de catre o substanta a unei radiatii electromagnetice, a carei intensitate este mai mare decat cea a radiatiei termice emise de catre substanta, la aceeasi temperatura. Emisia radiatiilor electromagnetice (fotoni) se datoreaza reintoarcerii electronilor de pe nivelurile energetice superioare ale unui atom excitat pe nivelul inferior originar sau pe alte nivele intermediare. Fiecare trecere de la un nivel energetic superior spre

unul inferior este insotita de emisia unei radiatii monocromatice cu frecventa:

                                       f=Es-Ei/h

in care

Es- este energia nivelului superior

Ei- energia nivelului inferior pe care se inscrie electronul dupa saltul                                                              efectuat                                           

h- constanta lui Planck

Excitarea atomilor subsatntei gazoase are loc in principal prin ciocnirea acestora cu electronii liberi, aflati in incinta cu urmare a emisiei termoelectronice a electrozilor sau a ionizarii spatiului de descarcare si acceleratii sub influenta campului stabilit intre electrozi.

Dupa temperatura de functionare a electrozilor, lampile cu descarcari pot fi:

 -cu electrozi reci;

 -cu electrozi calzi.

Lampile cu descarcari functionand in zona descarcarii luminiscente sunt cu electrozi reci, acestia ramanand in timpul functionarii la o temperatura moderata.

Lampile cu descarcari cu electrozi calzi functioneaza in zona de descarcare in arc. La aceste lampi, descarcarea porneste de la mici pete incandescente, aflate la suprafata electrozilor. In ceea ce priveste caderea de tensiune pe electrozi, aceasta este mult mai mica la lampile cu electrozi calzi.

Dupa portiunea caracteristicii voltamperice in care functioneaza si zona de provenienta a luminii, lampile cu descarcari se clasifica in:

 -lampi cu efluvii catodice (cu lumina negativa), in care lumina este produsa prin radiatia zonei negative a descarcarii;

 -lampi cu descarcari luminiscente, folosind coloana luminoasa pozitiva;

 -lampi cu descarcari in arc, cu gaze si vapori metalici.

Lampile cu efluvii catodice:

La aceste lampi, descarcarea are loc intr-o atmosfera gazoasa formata din neon si heliu la o presiune de 5 . 25 mmHg. Electrozii din otel (sau aluminiu) sunt foarte apropiati si astfel coloana pozitiva este inlaturata. Lumina este produsa de zona negativa concentrata in vecintatatea catodului.

Caracteristic acestor lampi este tensiunea constata de functionare, independenta de intensitatea curentului si lipsa de inertie a luminii emise, intensitatea luminoasa urmarind fidel orice variatie a curentului.

PROIECTAREA INSTALATIILOR DE ILUMINAT INTERIORDate de proiectare

Cunoasterea detaliata a tuturor marimilor si aspectelor, de care trebuie tinut cont in proiectarea instalatiilor de iluminat, este de o importanta primordiala. Toate datele initiale de proiectarea iluminatului si la activitatile care se desfasoara in ea.

 Acestea sunt:

a)     denumirea incaperii, din care sa rezulte destinatia sa;

b)    dimensiunile incaperi: lungimea L1, latimea L2 si inaltimea H, in m;

c)     caracteristicile mediului din incapere si incadrarea acesteia din punct de vedere al pericolului de incendiu si explozie, necesare la stabilirea gradului de protectie a echipamentelor si a technologiei de ezecutie a instalatiei. De asemenea, trebuie precizat modul in care se degajeaza praful sau fumul, ceea ce determina factorul de depreciere al corpurilor de iluminat. Acest factor de depreciere indica reducerea fluxului luminos al corpurilor de iluminat in timpul exploatarii, datorita murdaririi si uzurii acestora;

d)    amplasarea utilajelor, a locurilor de munca si caracterul lucrarilor care se executa in incapere;

e)     categoriile receptoarelor si numarul persoanelor din incapere, cu ajutorul carora se stabilesc felurile instalatiilor de iluminat de siguranta care trebuie prevazute;

f)      structura si zugraveala peretilor si a tavanului. Astfel, structura tavanului prezentand grinzi, nervuri etc. influenteaza in mare masura amplasarea corpurilor de iluminat. Existenta unor stalpi sau coloane de sustinere trebuie avuta de asemenea in vedere. Structura peretilor este determinanta pentru alegerea technologiei de executie a instalatiei. In functie de zugraveala peretilor si tavanului, se determina 3 factori de reflexie ai peretilor Pp, respectiv tavanului Pt. Daca peretii sau tavanul prezinta zone cu coeficienti de reflexie diferiti (zugraveli diferite, ferestre, panouri montate pe pereti etc.) se recomanda determinarea unor coeficienti de reflexie echivalenti, prin medii ponderate.

Contributia iluminatului natural trebuie precizata, pentru a se avea in         vedere partitionarea iluminatului normal si necesitatea prevederii   iluminatului normal si necesitatea prevederii iluminatului de siguranta de       evacuare;

g)     pozitiile si dimensiunile cailor de acces, daca acestea sunt comune sau nu si pentru alte incaperi;

h)     existenta unor utilaje de mari dimensiuni, a podurilor rulante, a instalatiilor electrice de forta, de incalzire, ventilatie etc.

Alegerea sistemului de iluminat si a echipamentului electric

Alegerea corecta a sistemului de iluminat prezinta importanta atat din punct de vedere al eficientei instalatiei de iluminat, cat si din punct de vedere al economicitatii ei.

Primul criteriu de alegere a sistemului de iluminat (general-uniform sau zonat, iluminat general combinat cu iluminat local sau cuiluminatgeneral localizat) este legat de destinatia si scopul instalatiei.

 

Astfel, sistemul de iluminat general se adopta in urmatoarele cazuri:

-activitatile nu au un caracter localizat;

-densitatea locurilor de munca este mare;

-atentia persoanelor trebuie sa fie distribuita pe suprafete mai mari.

Sistemul de iluminat general uniform se adopta pentru:

-spatiile de lucru in care totalitatea lucrarilor se incadreaza in aceeasi categorie de dificultate vizuala, daca nivelul de iluminare normat nu depaseste 500 1x;

-spatiile de lucru in care locurile de munca nu au o pozitie fixa.

In primul caz, nivelul mediu de iluminare generala va fi corespunzator categoriei de dificultate vizuala in care se incadreaza lucrarile. In cazul al doilea, nivelui de iluminare este determinat in incadrarea lucrarilor predominante din incapere, urmand ca pentru lucrarile mai pretentioase sa se foloseasca iluminatul local.

Sistemul de iluminat general zonat se va folosi in halele monobloc, in care diversele faze ale procesului technologic se efectueaza in zone bine delimitate. Nivelul de iluminare in fiecare zona va corespunde dificultatii vizuale a lucrarilor din zona respectiva.

Sistemele de iluminat combinat sau localizat se recomanda cand se cer niveluri de iluminat superioare, pentru locuri de munca izolate, in care activitatea are un caracter individual. Aceste sisteme aduc o serie de avantaje din punct de vedere al iluminatului si din punct de vedere economic, printre care se mentioneaza urmatoarele:

-este posibila amplasarea corpului de iluminat local (suplimentar) in pozitia cea mai avantajoasa, in functie de natura lucrarilor;

-se realizeaza nivelurile de iluminare locale ridicate, cu surse de lumina de puteri mici;

-se pot obtine, in functie de necesitati variatii de culoare a luminii, limitate la zone locale;

-cheltuielile de intretinere sunt mai mici decat la sistemul de iluminat general;

-economicitatea instalatiei este superioara, deoarece nivelui de iluminare generala poate fi mentinut la o valoare mai mica, iar lampile locale se pot scoate din functiune individual, mentinandu-se iluminatul local numai in zonele in care se desfasoara activitatea.

In vedera economisirii energiei electrice, la proiectare se va urmari reducerea ponderii iluminatului general uniform si extinderea iluminatului localizat si a celui local.

Sistemul de iluminat general combinat cu iluminat local se va folosi in spatiile in care lucrarile se incadreaza in diferite categorii de dificultate vizuala, iar locurile de munca sunt grupate in zone bine delimitate in functie de dificultatea vizuala a lucrarilor. Nivelul de iluminare general din incapere va fi cel corespunzator categoriei de dificultate vizuala in care se incadreaza numarul cel mai mare de lucrari, iar pentru lucrarile mai pretentioase se va prevedea iluminat local suplimaentar.

Sistemul de iluminat general combinat cu iluminat general localizat se va aplica in spatiile in care lucrarile se incadreaza in diferite categorii de dificultate vizuala, iar locurile unde se efectueaza lucrari pretentioase sunt grupate in zone bine delimitate. Nivelul de iluminare general din incapere se alege corespunzator categoriei de dificultate vizuala in care se incadreaza lucrarile cu ponderea cea mai mare in incapere. Daca nivelul de iluminare necesar este mai mare de 500 1x, se stabileste nivelul de iluminare mediu general la minimum 10% din iluminarea normata pe planul de lucru, dar nu mai putin de 150 1x. Pentru lucrarile mai pretentioase se prevede un iluminat general localizat, care sa ridice iluminarea planului de lucru la nivelurile normate corespunzatoare.

Indicatii privind alegerea surselor de lumina:

Nota: R=recomandat; P=permis; N=nepermis (interzis).

In ceea ce priveste corpurile de iluminat, acestea trebuie sa corespunda surselor de lumina alese si sa aibe gradul de protectie cerut de mediul din incapere. Alegerea corpurilor de iluminat se poate face, tinand cont de cerinta de a se prevedea corpuri de iluminat cu distributia directa, semidirecta sau mixta a fluxului luminos, evitand pe cele cu distributie indirecta, care se vor folosi numai in cazuri exceptionale. Daca tavanul incaperii are proprietati reflectante si poate contribui la luminarea planului de lucru, este recomandabil sa se aleaga corpuri de iluminat cu o distributie semidirecta sau mixta a fluxului luminos.

Avand in vedere ca alegerea sursei de lumina si a corpului de iluminat nu poate fi considerata definitiva in acest stadiu al proiectarii, se recomanda doar o alegere de principiu, care sa nu implice neaparat precizarea si a puterii lampilor, a numarului de lampi din corp etc.

Stabilirea nivelului de iluminare

In raport cu sistemul de iluminat ales se stabileste valoarea minima admisibila Eadm a iluminarii medii, tinand cont si de categoria lucrarilor din incapere.

Daca s-a ales iluminatul combinat, se stabileste in prealabil iluminarea El pe care o poate produce sistemul de iluminat local sau general localizat, ramanand ca prin iluminatul general sa se realizeze iluminarea medie

                                  Eg=Eadm-El

Amplasarea corpurilor de iluminat general

A.Inaltimea de suspendare h a corpurilor deasupra planului util se stabileste in functie de considerente constructive sau practice. De exemplu, in unele hale industriale, corpurile de iluminat se aseaza pe fermele acoperisului, deaspra podurilor rulante, astfel ca inaltimea lor de suspendare este impusa. In general, inaltimea de suspendare se determina cu relatia

                                    h=H-hu-hc

in care:

H este inaltimea incaperii;

hu- inaltimea planului util fata de pardoseala;

hc- lungimea pendulului corpului, dictata de tipul de corp ales, de evitarea fenomenului de orbire si de posibilitatile concrete de amplasare a corpurilor pe tavan. Lungimea pendulului nu poate fi aleasa prea mare, pentru a se evita intrarea in oscilatie a corpurilor de iluminat. Limita inferioara a inaltimii de suspendare este determinata de evitarea efectului de orbire, iar limita superioara de inaltimea tavanului.

B.Amplasarea in plan a corpurilor de iluminat este strans legata de indeplinirea conditiilor de uniformitate a iluminarii si de luminante admisibile.

Prin amplasarea corpurilor de iluminat la distante mici intre ele, se obtine o buna uniformitate, insa costul instalatiei rezulta exagerat. Este necesar sa se aleaga o solutie cat mai economica (numar minim de corpuri, Emed  Eadm), care sa conduca la respectarea factorilor de uniformitate ceruti. Prin urmare, la amplasarea in plan a corpurilor de iluminat se urmareste determinarea numarului minim de corpuri, care asigura iluminarea planului de lucru in conditiile de uniformitate impuse. Recomandarile de amlpasare corespunzatoare a corpurilor de iluminat se dau in functie de tipul corpului, tipul sursei de lumina si cotele verticale de montaj se face prin intermediul distantei relative d* dintre corpurile de iluminat:

                                          d*=d/h

In cazul iluminatului direct, h reprezinta inltimea de suspendare deasupra planului util, iar in cazul

iluminatului mixt si indirect se foloseste lungimea pendulului hc(distanta de la corpul de iluminat la tavan).

Amplasarea in plan a corpurilor se trateaza separat pentru corpurile puctiforme si cele liniare. Un corp de iluminat poate fi considerat punctiform daca cea mai mare dintre dimensiunile sale Lc indeplineste relatia:

                                        Lc/h<1/5

in care h este inaltimea de suspendare deasupra planului util. Lao sursa liniara, cea mai mare dintre dimensiunile corpului nu indeplineste relatia de mai sus, dar cea mai mica trebuie sa fie conform acestei relatii, astfel sursa trebuie considerata panou luminos.

1)     Amplasarea surselor punctiforme

Dispunerea uniforma a corpurilor de iluminat se obtine prin asezarea acestora in varfurile unor dreptunghiuri sau triunghiuri, orientate in in raport cu dimensiunile incaperii, dupa cum se indica in figura urmatoare:

                            Amplasarea in plan a surselor punctiforme:

              a-in varfurile unor dreptunghi; b-in varfurile unor triunghi.

Valorile distantei relative d* dintre doua corpuri de iluminat apropiate, depinde de felul distributiei fluxul luminos pe care acestea o realizeaza (forma curbei fotometrice):

-la iluminatul direct cu lampi fluorescente........d*=0.5.1.0

-la iluminatul direct cu lampi cu incandescenta......d*=0.5.0.7

-la iluminatul mixt..................d*=1.0.1.2

-la iluminatul indirect................d*=1.2.1.5

Pentru un anumit factor de uniformitate, solutia optima din punct de vedere economic se obtine daca d1=d2 in cazul asezarii in dreptunghi si d2=dc sau d1=3d2, in cazul asezarii in triunghi.

Distanta dp de la ultimul rand de corpuri pana la perete se adopta

                                               dp=kpd,

in care coeficientul kp are valoarea (0.25.0.3). Cand exista utilaje sau mese de lucru amplasate in apropierea peretilor (kp=0.4.0.5) cand langa pereti exista spatiu de trecere.

Tinand cont de faptul ca pe una din dimensiunile Li ale incaperii se dispun Ni corpuri, deci (Ni-1) distante dintre corpuri, iar la capete mai ramane cate o distanta dp pana la pereti, se poate scrie egalitatea

                                       Li=(Ni-1)di+2kpdi

in care di=d*h reprezinta distanta dintre doua corpuri pe directia in care dimensiunea incaperii este Li.

Din relatia de mai jos se poate determina numarul de corpuri pe dimensiunea Li a incaperii:

                               Ni=Li/d*h+(1-2kp),  I=1;2.

Prin aceasta relatie, limitei inferioare d*m ii corespunde un numar maxim de corpuri NiM, iar limitei superioare d*M un numar minim de corpuri Nim. Numarul de corpuri ales Ni se va incadra intre aceste limite:

                                        Nim<Ni<NiM

cat mai apropiat de limita inferioara NiNim astfel incat iluminarea medie realizata sa depaseasca cu o valoare minim posibila iluminarea medie minima. In calcule se recomanda a se porni cu numarul minim de corpuri.

2)     Amplasarea surselor liniare

Corpurile de iluminat cu tuburi fluorescente se repartizeaza de obicei in benzi continui sau discontinui.

Valorile recomandate pentru distantele relative sunt:

-         d1*<0.7, in cadrul aceleiasi benzi;

-         d2*<0.6, intre doua benzi paralele.

Distanta la perete se incadreaza la fel ca si sursele puctiforme.

Spre deosebire de cazul surselor punctiforme, dimensiunea incaperii paralela cu benzile este:

                             L1=(N1-1)d1+Lc+2kpd1

astfel ca numarul de corpuri pe banda este:

                              N1=L1-Lc/d1*+(1-2kp)

in aceste relatii Lc este lungimea corpului de iluminat.

Dupa definitivarea numarului de corpuri N1 din cadrul unei benzi trebuie verificat ca distanta d1 dintre doua corpuri apropiate 

                              d1=L1-Lc/(N1-1)+2kp

sa fie cat mai mare decat lungimea de gabarit Lc a corpului de iluminat

                                         d1>Lc.

Dupa determinarea prin calcul  numerelor de corpuri Ni si N2 amplasate pe lungime, respectiv latime se calculeaza numarul total de corpuri Nc din incapere

                                     Nc=N1 · N2

Caracteristicile instalatiei de iluminat normal

Iluminarea medie in serviciu se calculeaza cu relatia:

                               Emed=ΦtNlcNcu/A∆

care trebuie sa fie mai mare decat iluminarea medie minima admisibila

                                   Emed≥Eadm.

Scara nivelelor de iluminare, prevazuta prin STAS 6646-66 este urmatoarea:

0.3; 0.5; 1; 2; 3; 5; 10; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 500; 750; 1000; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000 1x.

Uniformitatea iluminarii poate fi considerata in general indeplinita, daca

s-au respectat conditiile de amplasare in plan ale corpurilor. In cazul unor instalatii mai exigente se va face verificarea uniformitatii iluminarii prin metoda punct cu punct.

Calculul fotometric al instalatiilor de iluminat de siguranta se poate face in acelasi mod cu al instalatiei de iluminat normal.

Intocmirea schemei de distributie

Organizarea pe circuite monofazate sau trifazate a alimentarii cu energie electrica a corpurilor de iluminat se face avand in vedere, pe de o parte functionalitatea instalatiei de iluminat general, iar pe de alta parte restrictiile introduse prin normativ.

Astfel, se va prevedea ctionarea iluminatului general, respectiv aprinderea si stingerea acestuia pe portiuni ale incaperii, in scopul creerii posibilitatii de iluminare numai a anumitor zone, in care la un moment dat se lucreaza efectiv.

La folosirea iluminatului artificial combinat cu iluminatul natural, sectionarea comenzilor iluminatului general se va prevedea astfel ca aprinderea-stingerea sa se faca paralel cu peretele ferestrelor.

Dupa relizarea partitionarii iluminatului general, conform indicatiilor de mai sus, se grupeaza corpurile de iluminat pe circuite respectand urmatoarele restrictii:

-la circuitele monofazate nu se va depasi o putere instalata maxima de 3kW

-la circuitele trifazate nu se va depasi o putere instalata maxima de 8kW

-numarul maxim de corpuri de iluminat racordate la o faza este de 30, in cazul instalatiilor de iluminat industriale;

-in cladirile de locuit, un circuit de lumina nu va depasi puterea instalata de 1kW si va fi incarcat cu maximum 12 corpuri de iluminat, exceptie facand circuitele de lumina de la spatiile comune (holuri, scari etc.) la care se admit 15 corpuri de iluminat pe circuit.

Legarea corpurilor de iluminat la circuitul de alimentare se face prin intermediul unor cleme de legatura (la corpuri de iluminat fixe). Un corp de iluminat se racordeaza la o singura faza, chiar daca este prevazut cu mai multe lampi. Corpurile de iluminat cu lampi cu descarcari se vor monta cu

condensatoare pentru inbunatatirea factorului de putere. Una dintre verificarile obligatorii la instalatiile de iluminat este aceea a pierderilor de tensiune.

Bateriile de alimentare a iluminatului de siguranta pentru continuarea lucrului voi fi astfel dimensionate incat sa asigure functionarea continua a tuturor lampilor dupa cum urmeaza:

-cel putin 3 ore, pentru locurile in care sunt montate armaturi (vane, robinete) si dispozitive de comanda si control ale unor instalatii si utilaje care trebuie actionate in caz de incendiu (ca si in incaperile blocului operator al clinicilor si spitalelor)

-pentru timpul necesar punerii in functiune a unei alte surse de alimentare sau repunerii in functiune a alimentarii normale, daca activitatea nu poate fi intrerupta

-in tot timpul necesar efectuarii manevrelor in vederea opririi lucrului in caz de avarie, evacuarea personalului si luarea masurilor de prevenire si combatere a incendiului.

 

 

Bibliografie

Albert, Hermina s.a. Alimentarea cu energie electrica a intreprinderilor industriale Bucuresti, Editura technica, 1979.

Badea, I. s.a. Protectia prin relee si automatizarea sistemelor electrice. Bucuresti, Editura technica, 1973.

Balaurescu, D., Eremia, M. Imbunatatirea factorului de putere. Bucuresti, Editura technica, 1982.

Badulescu, N. Linii si statii electrice. Bucuresti, Editura technica, 1967.

Bianchi, C. s.a. Proiectarea instalatiilor de ilumiant electric. Bucuresti, Editura technica, 1977.

Chirita, G., Alexe, C. Cartea instalatorului electrician. Bucuresti, Editura technica 1970.

Comsa, D., s.a. Proiectarea instalatiilor electrice industriale. Bucuresti, 1979.

Comsa, D., Maier, V. Instalatii electrice industriale, lucrari practice. Cluj Napoca, Litografia Institutului politechnic Cluj Napoca, 1976.

Comsa, D. Utilizari ale energiei electrice. Bucuresti, 1973.

Darie, S. s.a. Producerea si distributia energiei electrice. Cluj Napoca, Litografia Institutului politechnic Cluj Napoca, 1977.

Darie, S. s.a. Centrale si retele electrice, indrumator de calcul al curentilor de scurtcircuit. Cluj Napoca, Litografia Institutului politechnic Cluj Napoca, 1972.

Fedorov, A. A. s.a. Alimentarea cu energie electrica a intreprinderilor industriale (trad. Din lb. rusa). Bucuresti, Editura technica, 1965.

Gheorghiu, N., Militaru, P. Teoria si practica iluminatului electric. Bucuresti, Editura technica, 1970.

Gheorghita, S. Pretul in constructii. Bucuresti, Editura technica, 1979.

Herscovici, B. s.a. Aparate electrice de inalta tensiune, indreptar. Bucuresti, Editura technica, 1978.

Manea, A., Scarlatescu, M. Aparate electronice pentru protectia muncii. Bucuresti, Editura technica, 1976.

Nitu, V. s.a. Instalatii electrice ale centralelor si statiilor. Bucuresti, Editura technica, 1972.

Pictareanu, E. Constructia si exploatarea retelelor de cabluri in intreprinderile industriale. Bucuresti, Editura technica, 1973.

Pietrareanu, E. Agenda electricianului. Editia a III-a. Bucuresti, Editura technica, 1979.

Popescu, C. Proiectarea organizarii santierelor. Bucuresti, Editura technica, 1976.

Vasilache, G. Sisteme de protectie impotriva tensiunilor electrice accidentale. Bucuresti, Editura technica, 1980.

Indrumator technic pentru instalatii. Mapa de instalatii pentru constructii electrice. ISART, Bucuresti, 1974.

M.E.E. Instuctiuni pentru paza contra incendiilor pentru ramura energiei electrice si terimce, PE - 009/76.

M.E.E. Instructiuni pentru proiectarea statiilor de conexiuni si transformare. PE - 111/69, vol. I.V.

M.E.E. Instructiuni privind alegerea schemelor electrice de conexiuni ale statiilor de 110, 220 si 400 kV. PE - 133/71, Bucuresti, 1974.

M.E.E. Instructiuni privind determinarea sectiunii economice a conductoarelor in instalatiile electrice de distributie 1-110 kV. PE 135-81.

M.E.E. Normativ pentru constructia instalatiilor electrice de conexiuni si transformare cu tensiuni peste 1 kV. PE - 101/71.

M.E.E. Normativ pentru proiectarea si executia retelelor de cabluri electrice. PE 107/78.

M.E.E. Normativ privind alegerea izolatiei, coordonarea izolatiei si protectia instalatiilor electroenergice impotriva supratensiunilor. PE 109-74.

M.E.E. Normativ privind alimentarea cu energie electrica a consumatorilor industriali si similari. PE - 124/78, Bucuresti, 1978.

M.E.E. Normativ privind metodele si elementele de calcul a sigurantei in functionare a instalatiilor energetice. PE - 013/72.

M.E.E. Normativ privind proiectarea instalatiilor de protectie prin relee si automatizare. PE - 501/69.

M.E.E. Norme de protectia muncii in instalatiile electrice. PE - 119/79.

M.E.E. Prescriptii pentru protectia contra supratensiunilor a instalatiilor electrice cu tensiuni peste 1000 V.

M.E.E. Subansambluri pentru statii de 110 kV tip racord adinc, circuite primare, E 189-72, ISPE.

STAS 2612-72. Protectia impotriva electrocutarilor. Limite admise.

STAS 4102-73. Piese pentru instalatii de protectie prin legare la pamant sau la nul.

STAS 6616-78. Instalatii electrice de joasa tensiune. Instalatii de legare la nul de protectie. Prescriptii.

STAS 6755-74. Automatica. Semne si simboluri conventionale.

STAS 7334-78. Instalatii electrice de 1000 V si peste 1000 V. Instalatii de legare la pamant de protectie. Prescriptii.

STAS 7944-79. Bare conductoare de curent. Curenti maximi admisibili de durata. Prescriptii.

STAS 8275-78. Protectia impotriva electrocutarilor.